TCS工藝控制系統(tǒng)在自動輥縫調(diào)節(jié)中的應用

田素娟

（包頭職業(yè)技術學院，內(nèi)蒙古 包頭014030）

1 引言

TCS是工藝控制系統(tǒng)的縮寫。在目前國內(nèi)的H型鋼生產(chǎn)線中，TCS是應用比較廣泛的一種系統(tǒng)。TCS系統(tǒng)是一種高級的工藝技術控制系統(tǒng)，主要通過輥縫自動測量和液壓輥縫控制，來配合P L C完成對T M精軋機的控制，以完成對H型鋼的軋制。

2 TCS的組成

TCS主要由兩部分組成：HGC（液壓輥縫控制）和AGC（輥縫自動測量控制）。

2.1 HGC

HGC是一個位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。液壓輥縫控制是通過伺服閥來調(diào)整軋輥，具體構(gòu)成如圖1所示，上輥、下輥、立輥分別由兩個液壓缸控制，每個液壓缸又由2個伺服閥控制，在底輥軸向方向上還有一個軸向調(diào)節(jié)的伺服閥。

圖1 液壓輥縫控制結(jié)構(gòu)圖

HGC的控制原理如圖2所示。為了提高系統(tǒng)的響應速度，縮短響應時間，HGC中的控制方式采用比例（P）調(diào)節(jié)。TCS對連鎖閥和瀉壓閥的控制是通過網(wǎng)絡來傳輸?shù)男盘枴B鎖閥的控制是通過PHONIX模塊實現(xiàn)的；對瀉壓閥的控制是通過ET200模塊實現(xiàn)的。

圖2 HGC的控制原理圖

2.2 AGC

AGC控制系統(tǒng)是通過現(xiàn)場MTS位移傳感器采集數(shù)據(jù)，得到液壓缸的行程，然后進行數(shù)據(jù)分析計算、數(shù)據(jù)運算補償，從而得到合適的產(chǎn)品軋制尺寸。在產(chǎn)品軋制過程中，每側(cè)的軋制力不同，所以機架變形也不同，因此同時用4個AGC進行調(diào)整，分別為H－os，H－ds，V－os，V－ds。

AGC控制有兩種模式：靜態(tài)AGC和動態(tài)AGC，在軋鋼過程中，可以進行選擇。

2.2.1 靜態(tài) AGC

在校準的時候，進行變形曲線的測量，由此得出一條變形曲線。根據(jù)軋制表中的軋制力就可以知道機架的變形量，對此變形量進行預補償。

2.2.2 動態(tài) AGC

動態(tài)AGC是一個帶有壓力反饋的控制系統(tǒng)。在實際軋鋼過程中，由于軋制速度、撞擊及軋件成分等因素的影響，在軋制過程中機架的實際形變量和預期的軋機形變量不同。在軋鋼過程中，通過現(xiàn)場檢測元件進行數(shù)據(jù)采集，測得實際的軋制力，并且與預期的軋機形變量進行比較和計算，得出兩者的變化量，然后根據(jù)該變化量矯正輥縫值，以便更精確地進行實時軋制。

AGC操作模式的選擇：AGC的選擇開關在configuration／switch中。在軋鋼過程中，理論上講靜態(tài)AGC和動態(tài)AGC都可以單獨選擇關閉模式，但是只有在靜態(tài)AGC開啟以后，動態(tài)AGC才可以啟動。在實際軋制過程中，由于內(nèi)、外部環(huán)境等諸多因素的影響，容易導致成品鋼和目標尺寸之間存在一定的差別，只有AGC兩種模式都開啟的情況下，才能夠更好地保證產(chǎn)品的尺寸，提高軋制精度和軋制效率，所以通常采用動態(tài)A G C和靜態(tài)A G C雙向選擇的模式。

2.3 HGC與AGC的關系

正常情況下，HGC是位置閉環(huán)控制，只有在校準的過程中，有些步驟才用到力的閉環(huán)控制，HGC與AGC的關系如圖3所示。

圖3 HGC與AGC的關系

3 TCS硬件配置及通訊

TCS硬件配置如圖4所示，通訊方式如圖5所示。

圖4 TCS硬件配置

4 TCS應用軟件

TCS軟件結(jié)構(gòu)如圖6所示。TCS共有3臺計算機：開發(fā)機EDAS和用于程序控制的IPC。開發(fā)機上使用的軟件為probas MP 2.04版本，控制程序通過編程軟件LogiCAD生成。LogiCAD是一個以IEC1131標準為基礎的用于控制操作的編程工具，帶有一個圖形用戶接口，在LogiCAD下生成的控制程序轉(zhuǎn)換為“C”碼并下載到計算機。系統(tǒng)提供WinHMI軟件用于控制系統(tǒng)的參數(shù)化，編輯設備常數(shù)，校正控制參數(shù)并顯示工藝數(shù)據(jù)。IPC配有Windows－RTX操作系統(tǒng)，控制程序在該操作系統(tǒng)下運行。EDAS：提供PDA軟件用于工藝數(shù)據(jù)的快速采集和記錄，該軟件允許采集的模擬工藝數(shù)據(jù)多達128項，保存周期約5ms。

圖5 TCS通訊方式

圖6 TCS軟件結(jié)構(gòu)

［1］ 張懷勇.西門子自動化系統(tǒng)實戰(zhàn)S7和PCS7應用實例［M］.北京：人民郵電出版社，2007.

［2］ 蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6［M］.北京：航空航天出版社，2005.